作物所在南藥基因組研究方麵取得新進展
近日,作物所南藥團隊聯合華南農業大學和水稻所等單位完成桃金娘染色體水平的無間隙T2T基因組組裝,在卓越期刊Horticulture Research (中科院大類一區,IF=7.291)發表研究論文“Gap-free genome assembly and comparative analysis reveal the evolution and anthocyanin accumulation mechanism of Rhodomyrtus tomentosa ”。李方平博士、徐世強博士和肖梓桐為共同第一作者,王繼華研究員為通訊作者。
近年來,南藥團隊致力於道地南藥資源的保護和利用研究,並在作物所“懸賞製” 所長基金的支持下啟動了“百種南藥基因組計劃”,先後完成巴戟天、穿心蓮、梅片樹、雞骨草和越南葉下珠等多個道地南藥的高質量基因組。利用PacBio和ONT長讀測序技術完成了首例南藥的T2T基因組。桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa),為桃金娘科桃金娘屬植物,也稱為山稔子、金絲桃、和稔子樹等,富含黃酮類物質,提取物具有抗菌、抗腫瘤、抗炎、抗氧化等多種藥理作用。在嶺南地區,其果可食用,全株入藥,是極具地方特色的民族藥用植物。
本研究中,首次報道了大小為470.35Mb、contig N50為~43.8Mb的桃金娘基因組,共包含11條假染色體。該基因組中共注釋得到33382個編碼基因和239.31Mb的重複序列。係統發育分析表明,桃金娘的獨立進化始於14.37MYA,並與其他桃金娘科植物共享了近期WGD事件。初步鑒定了四種主要的花青素化合物及其合成途徑。比較基因組和多組學聯合分析表明,桃金娘果實中花青素合成通路的激活可能促進了花青素的積累和果實著色。其中,MYB轉錄因子的正選擇和果實中的特異性表達是潛在的調控因素。同時,下遊與花青素轉運相關的OMT和GST基因的拷貝數也存在增加。本研究為進一步研究桃金娘科植物的起源和分化提供了高質量的參考基因組,並為桃金娘的綜合開發利用奠定了基礎。
本研究得到必威betways 作物研究所“懸賞製”所長基金項目(0145)、必威betways 高水平科技創新戰略建設項目(R2019PY-JX003)的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1093/hr/uhad005